航空发动机：“心脏”待遇需落到实处

  航空发动机的落后已经严重制约了我国航空工业的发展。图为飞机发动机进气口。

  发动机被称为飞机的“心脏”，航空发动机是航空工业的核心技术，也是衡量一个国家军事装备水平、科技工业实力和综合国力的重要标志。据日本业界的一项分析，在单位重量创造的价值比这一数值上，船舶为1，轿车为9，计算机为300，支线，被称为世界工业产品中的皇冠。但是，我国航空产业的发展却存在一系列“心脏病”问题。

  中国一航第一飞机设计研究院院长吴光辉和空军装备研究院总工程师甘晓华近日在接受《科学时报》记者正常采访时都表示，我国航空发动机不仅离世界领先水平尚有一定差距，而且还是制约我国航空产业高质量发展的技术瓶颈。

  作为我国首架具有自主知识产权的支线的总设计师，吴光辉表示，航空发动机的落后已经严重制约了我国航空工业的发展。对于备受瞩目的大飞机自主创新问题，吴光辉认为，发动机是一个要先行解决的问题。“一旦攻下了航空发动机，很多型号的飞机都能在国内生产。现在国家有实力，应该下大决心，以持之以恒的精神把航空发动机搞上去，像抓两弹一星一样加速航空发动机的发展。”

  “不少从事航空发动机研究的同行说，研发航空发动机不仅时间长，而且很难获得成果，一辈子可能都搞不出一个型号来。不少同行还说，以后打死我也不让我的孩子学发动机。我感到他们的话是发自内心的，是源自对国家的责任心和对发动机的真情，为不能把这样的关键技术搞上去感到痛心疾首。”甘晓华这样描述航空人对航空发动机的复杂心情。

  吴光辉和甘晓华都表示，我国受尽了航空发动机落后的苦，航空发动机的落后使我国在航空领域处处受制于人。

  比如，我国最先进的歼10飞机已装备部队多年，但仍然使用俄罗斯生产的发动机；我国首架支线的发动机为美国生产；我国从国外购买的某型号直升机，一旦人家停止供应发动机，就能轻而易举地达到制约我国的目的。

  “航空发动机如此，我国先进的舰船、坦克、装甲车辆，甚至民用汽车都免不了要采用国外发动机，因为国产发动机的性能和可靠性与之相比有明显差距。”甘晓华说。

  造成我国航空发动机落后的原因很多，甘晓华认为，首先是对航空发动机的重要性、技术复杂性和发展艰巨性认识不到位。航空发动机要求耐受高温、高压、高转速和反复使用的高可靠性，在技术上高度精密复杂。因此，航空发动机的关键技术均被发达国家垄断和封锁，美国国防部将其列为国家关键技术的第二位。据介绍，世界上有20多个国家能够设计制造飞机，但只有5个联合国常任理事国有能力设计制造航空发动机，而在这5个国家中，只有我国不能研发出全系列的航空发动机。

  据甘晓华介绍，长期以来我国一直把航空发动机作为飞机的附属品来发展，没有独立的发展的策略。新型发动机的研制必须同新型飞机的研制挂钩，只有研制一型飞机才能研制一型发动机。

  “一型飞机研制需要10到15年，但是航空发动机由于技术的复杂性，至少需要15~20年，这就使得飞机的研制、试飞和前期销售只好采用国外发动机，一旦国产发动机产出，飞机的结构又要改，国外的发动机也已经大批采购、使用。”甘晓华表示，这样的一种情况严重地制约了国产发动机的发展。

  “长期以来，我国并没有切实把航空发动机作为一项战略装备来发展，没有作为心脏来投入和建设，只有名分，没有实际待遇。”甘晓华说，“国外同行30年内能发展几型发动机，但是我们一辈子能赶上一两个型号研制就是幸运的。好在现在有关部门已经认识到航空要发展，动力需先行，只是要真正落实到所有的环节尚待时日。”

  民用航空发动机的技术之高到了苛刻的地步稳定性高、几万个工作小时的长寿命、油耗低、污染低，其噪声要求比汽车还严格。

  甘晓华表示，航空发动机的发展不单单是本行业的问题，还涉及到机械、工艺、电子、材料、冶金、化工等基础工业，需要国家众多行业长期的技术上的支持。但是，航空发动机研发所需的产品投资大、风险高、产量小、利润薄，也成为制约发动机发展的关键因素。

  据吴光辉介绍，制约发动机发展的因素也很多，材料首当其冲。我国的材料产业有很大的民用市场，仅从低端产品上就能挣到很多钱。而航空用材料虽然需求量小，却要求苛刻，需要企业花费很大精力和资金进行研发，还需要监察、试验等手段控制质量，因此成本很高，企业往往不愿意涉足航空材料领域。

  另外，在加工手段、控制技术、轴承等环节上，航空产业的发展都缺少来自辅助产业的支持。吴光辉说：“我们大家常常有小品种材料、零件订不到货，因为定量小，企业不愿意研制，导致很多基础的高新技术、高新材料研究只在实验室做，企业不愿意研制、生产。”

  在这种情况下，目前我国航空发动机所需要的材料、零件等产品的研发都是靠发动机的型号费来支撑。然而，我国的重大航空发动机研制费仅有几十亿元，相比之下，工业基础比我国强得多的美国，同样一型发动机的研制费却达到几百亿美元。

  吴光辉认为，仅仅靠发动机型号费来推动相关基础产业高质量发展肯定远远不足。“这方面我认为需要国家支持，企业才有积极性，才能建立起战略性支柱产业的体系。只有把体系建立起来了，航空发动机才能发展起来，航空飞机才能有好的发展。”

  甘晓华表示，长期以来，我国对航空发动机研发的技术难度认识不到位，对技术的投入不足，型号研制率也远远不足。据介绍，美国和欧洲为了不断保持航空发动机的世界领头羊，实现战略垄断，每隔几年就出台一个航空发动机发展计划，在有关技术研发上投入几百亿到几千亿美元。我国最近几年经过上下一起努力，也出台了几个发动机发展计划，经费在几千万到几亿元人民币。

  “简直是杯水车薪。”甘晓华说，我国一型航空发动机的研制，最多只能安排30余台发动机进行实验、试飞，而俄罗斯一型同类发动机却能安排到60多台。

  美国国家发展计划中对航空发动机有这样一段描述：航空发动机是一个技术精深、新手难以进入的领域，需要国家大量投入和长期的经验积累，并加以保护。甘晓华建议，对待心脏病就要下猛药。他希望能通过上下一起努力，解决制约我国航空业发展的各种“心脏病”问题。

  大飞机从产品开发的角度而言大致上可以分为发动机、机身等几大部分。发动机常常被人们比喻为飞机的“心脏”。一架飞机要想达到优秀的飞行性能，在硬件方面，发动机起着及其重要的作用。正因为如此，国际大飞机制造商一直将制造航空发动机技术进行严格“封杀”。目前，大飞机发动机技术基本被美国通用电气公司、普惠公司和英国罗尔斯罗伊斯公司三家企业垄断。机身设计指的是机身的造型、内部结构设计及其实现的手段设计等。机身采用复合材料可以明显减轻飞机的重量，提高飞机性能。目前，空中客车的A380，碳纤维复合材料的用量占总重的15%，而复合材料在美国B787飞机上的用量大于50%。但是，复合材料构建成形技术却是中国的薄弱环节，欧美政府又对复合材料加工技术实施了严格的管制，要求波音和空中客车不能将复合材料加工技术提供给转包生产商。

  总之，从技术上看，大飞机研发环节囊括了大飞机产业链中最尖端、最核心的技术。发动机和新材料，尤其是复合材料将是中国发展大飞机项目的最大技术障碍。（节选自张吉昌、孙敏所著的《中国大飞机产业链拆分与技术策略》一文）